비상 발전기는 저에게 특별한 의미가 있는 품목입니다. 입사해서 처음으로 맡았던 업무가 비상발전기 제어반 설계였습니다. 그래서 비상 발전기에 대해서는 실제로 제어반을 설계하고 공장에서 시운전을 하고 현장에 설치가 되면 문제가 많을 때는 직접 출장 가서 발전기를 돌렸습니다. 이런 비상 발전기에 대해서 많은 분들이 발전기의 용량이 무엇인지 오해를 하거나 잘 이해하지 못하여 질문을 하는 것을 보았습니다. 어느 정도는 비상 발전기 전문가인 제가 이 내용을 다루어 보고 싶었습니다.
1. 비상 발전기 용량의 이해
비상발전기의 용량에는 특별한 전제 조건이 있습니다. 이 조건을 잘 이해해야 비상발전기의 용량을 이해하고 적절하게 적용할 수 있게 됩니다.
아래의 표를 보면 한 외국 회사의 발전기 모델별 용량을 보여주고 있습니다.
그런데 하나의 모델에 3가지의 Rating이 있는 것을 볼 수 있습니다.
Standby Rating, Continuous Rating, Prime Rating 이 그것입니다. 왜 이런 세가지 용량을 표시하고 있는 것일까요? 세 가지 용량의 의미는 무엇일까요? 지금부터 알아보도록 하겠습니다.
먼저 이해할 것은 아래의 그림입니다.
아래 그림은 엔진의 수명과 사용 가능한 부하 용량을 표시한 그래프입니다.
그림을 보시면 부하 용량을 높게 사용할수록 수명이 짧아지고 용량이 낮아지면 수명이 길어지는 것을 볼 수 있습니다. 그렇습니다. 발전기의 용량에 사용되는 용어들은 발전기를 어떻게 사용할 것인가에 대한 이야기임을 알 수 있습니다.
같은 엔진 발전기라도 얼마나 자주 사용할 것인가에 따라 사용할 수 있는 용량이 달라진다는 것입니다.
연속적으로 사용한다면 기계적인 한계로 인해서 사용할 수 있는 용량이 줄어드는 것이 당연합니다. 그러나 우리가 보통 사용하는 비상발전기는 실제로 사용 시간이 매우 짧다고 볼 수 있습니다. 우리나라의 경우 정전이 되는 일이 아주 적습니다. 그러다 보니 실제로 비상 발전기를 가동해야 하는 시간도 매우 짧다고 볼 수 있습니다. 일 년에 몇 시간 사용하지 않는다면 엔진의 수명을 걱정할 이유가 없습니다. 그렇기 때문에 사용 가능한 최대 용량으로 운전해도 문제가 안 되는 것이죠.
2. 용량 Type별 운전 시간
아래 표는 각 용량 TYPE 별 기준을 보여줍니다.
Standby Rating은 일 년에 200시간 동안 사용할 수 있고 최대용량으로는 일 년에 25시간만 돌릴 수 있습니다. 평균 용량은 최대용량의 80%로 운전해야 합니다.
석유화학 공장 프로젝트의 발주처 사양서에는 일반적으로 Prime Rating을 요구하고 있습니다. 이 Prime Rating은 Prime Rating으로 운전하다가 과 부하 시에 10%의 과부하를 허용하는 운전 방식입니다. 그래서 사양서에 여러 말이 복잡해도 10% Overload 가 가능해야 한다는 문구가 있으면 Prime Rating으로 이해하시면 됩니다. Standby나 Continuous 용량에서는 Overload가 허용되지 않기 때문입니다. Prime Rating에는 Unlimited와 Limited가 있는데 기본적으로는 Unlimited를 선택합니다. 발주처 사양서에 연속운전 Continuous라는 문구가 많이 들어가는데 이것을 Unlimited로 이해하면 됩니다.
Unlimited Prime Rating은 운전 시간의 제한은 없습니다. 그러나 운전 용량은 Prime Rating의 평균 70% ( 250시간마다)로 제한되며 10%의 과부하 조건은 25시간으로 제한됩니다.
Continuous Rating은 이러한 제한이 없이 계속 운전이 가능합니다. 다만 Overload는 허용되지 않습니다.
3. 용량 Type 별 그래프
아래의 그래프로 좀 더 명확히 각 RATING의 차이점을 볼 수 있습니다.
따라서 처음 발전기 용량을 산출할 때는 비상부하 목록을 작성하여 앞서 제시된 계산 방법을 이용하여 비상발전기의 용량을 산출하고 그다음으로 그 현장에 필요한 비상발전기 용량이 어떤 것인지를 결정하여 실제 적용할 모델을 최종 선정하면 됩니다. 현재 일하시는 현장에 있는 발전기의 각 TYPE 별 용량이 어떤지 확인해 보는 것도 좋겠습니다.
전기 박사 카페를 통해서 올라오는 질문들을 보면 발전기의 명판을 보여주시는데 대부분의 명판에서 두가지 용량이 표시가 되어 있었습니다. Standby와 Prime이 그것입니다. 즉 다시 말해서 이 발전기는 Prime Rating의 발전기라고 할 수 있습니다. 그래서 이 Prime Rating의 발전기를 필요시 Standby로 운전할 수 있다는 것을 보여주는 명판이라고 할 수 있습니다. 대부분의 현장 비상 발전기는 Prime Rating이라고 보시면 됩니다.
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